]> git.sesse.net Git - mlt/blob - docs/framework.txt
New tractor constructor
[mlt] / docs / framework.txt
1 Framework Documentation
2
3 Copyright (C) 2004 Ushodaya Enterprises Limited
4 Author: Charles Yates <charles.yates@pandora.be>
5 Last Revision: 2004-03-20
6
7
8 MLT FRAMEWORK
9 -------------
10
11 Preamble:
12
13         MLT is a multimedia framework designed for television broadcasting. As such, 
14         it provides a pluggable architecture for the inclusion of new audio/video 
15         sources, filters, transitions and playback devices.
16
17         The framework provides the structure and utility functionality on which
18         all of the MLT applications and services are defined. 
19
20         On its own, the framework provides little more than 'abstract classes' and
21         utilities for managing resources, such as memory, properties, dynamic object
22         loading and service instantiation. 
23
24         This document is split roughly into 3 sections. The first section provides a
25         basic overview of MLT, the second section shows how it's used and the final
26         section shows structure and design, with an emphasis on how the system is 
27         extended.
28
29
30 Target Audience:
31
32         This document is provided as a 'road map' for the framework and should be
33         considered mandatory reading for anyone wishing to develop code at the MLT
34         level. 
35
36         This includes:
37
38         1. framework maintainers;
39         2. module developers;
40         3. application developers;
41         4. anyone interested in MLT.
42
43         The emphasis of the document is in explaining the public interfaces, as
44         opposed to the implementation details.
45
46         It is not required reading for the MLT client/server integration - please
47         refer to valerie.txt and dvcp.txt for more details on this area.
48
49
50 SECTION 1 - BASIC OVERVIEW
51 --------------------------
52
53 Basic Design Information:
54
55         MLT is written in C. 
56         
57         The framework has no dependencies other than the standard C99 and POSIX 
58         libraries. 
59
60         It follows a basic Object Oriented design paradigm, and as such, much of the
61         design is loosely based on the Producer/Consumer design pattern. 
62         
63         It employs Reverse Polish Notation for the application of audio and video FX.
64
65         The framework is designed to be colour space neutral - the currently
66         implemented modules, however, are very much 8bit YUV422 oriented. In theory,
67         the modules could be entirely replaced.
68
69         A vague understanding of these terms is assumed throughout the remainder of
70         this document.
71
72
73 Structure and Flow:
74
75         The general structure of an MLT 'network' is simply the connection of a
76         'producer' to a 'consumer':
77
78         +--------+   +--------+
79         |Producer|-->|Consumer|
80         +--------+   +--------+
81
82         A typical consumer requests MLT Frame objects from the producer, does 
83         something with them and when finished with a frame, closes it. 
84         
85          /\  A common confusion with the producer/consumer terminology used here is 
86         /!!\ that a consumer may 'produce' something. For example, the libdv consumer
87         \!!/ produces DV and the libdv producer seems to consume DV. However, the
88          \/  naming conventions refer only to producers and consumers of MLT Frames.
89
90         To put it another way - a producer produces MLT Frame objects and a consumer 
91         consumes MLT Frame objects.
92
93         An MLT Frame essentially provides an uncompressed image and its associated
94         audio samples.
95
96         Filters may also be placed between the producer and the consumer:
97
98         +--------+   +------+   +--------+
99         |Producer|-->|Filter|-->|Consumer|
100         +--------+   +------+   +--------+
101
102         A service is the collective name for producers, filters, transitions and
103         consumers. 
104
105         The communications between a connected consumer and producer or service are 
106         carried out in 3 phases:
107
108         * get the frame
109         * get the image
110         * get the audio
111
112         MLT employs 'lazy evaluation' - the image and audio need not be extracted
113         from the source until the get image and audio methods are invoked. 
114
115         In essence, the consumer pulls from what it's connected to - this means that
116         threading is typically in the domain of the consumer implementation and some
117         basic functionality is provided on the consumer class to ensure realtime
118         throughput.
119
120
121 SECTION 2 - USAGE
122 -----------------
123
124 Hello World:
125
126         Before we go in to the specifics of the framework architecture, a working
127         example of usage is provided. 
128         
129         The following simply provides a media player:
130
131         #include <stdio.h>
132         #include <unistd.h>
133         #include <framework/mlt.h>
134
135         int main( int argc, char *argv[] )
136         {
137             // Initialise the factory
138             if ( mlt_factory_init( NULL ) == 0 )
139             {
140                 // Create the default consumer
141                 mlt_consumer hello = mlt_factory_consumer( NULL, NULL );
142
143                 // Create via the default producer
144                 mlt_producer world = mlt_factory_producer( NULL, argv[ 1 ] );
145
146                 // Connect the producer to the consumer
147                 mlt_consumer_connect( hello, mlt_producer_service( world ) );
148
149                 // Start the consumer
150                 mlt_consumer_start( hello );
151
152                 // Wait for the consumer to terminate
153                 while( !mlt_consumer_is_stopped( hello ) )
154                     sleep( 1 );
155
156                 // Close the consumer
157                 mlt_consumer_close( hello );
158
159                 // Close the producer
160                 mlt_producer_close( world );
161
162                 // Close the factory
163                 mlt_factory_close( );
164             }
165             else
166             {
167                 // Report an error during initialisation
168                 fprintf( stderr, "Unable to locate factory modules\n" );
169             }
170
171             // End of program
172             return 0;
173         }
174
175         This is a simple example - it doesn't provide any seeking capabilities or
176         runtime configuration options. 
177
178         The first step of any MLT application is the factory initialisation - this
179         ensures that the environment is configured and MLT can function. The factory
180         is covered in more detail below.
181
182         All services are instantiated via the factories, as shown by the
183         mlt_factory_consumer and mlt_factory_producer calls above. There are similar
184         factories for filters and transitions. There are details on all the standard
185         services in services.txt. 
186
187         The defaults requested here are a special case - the NULL usage requests
188         that we use the default producers and consumers. 
189         
190         The default producer is "fezzik". This producer matches file names to 
191         locate a service to use and attaches 'normalising filters' (such as scalers,
192         deinterlacers, resamplers and field normalisers) to the loaded content -
193         these filters ensure that the consumer gets what it asks for.
194
195         The default consumer is "sdl". The combination of fezzik and sdl will
196         provide a media player.
197
198         In this example, we connect the producer and then start the consumer. We
199         then wait until the consumer is stopped (in this case, by the action of the
200         user closing the SDL window) and finally close the consumer, producer and
201         factory before exiting the application.
202
203         Note that the consumer is threaded - waiting for an event of some sort is 
204         always required after starting and before stopping or closing the consumer.
205
206         Also note, you can override the defaults as follows:
207
208         $ MLT_CONSUMER=westley ./hello file.avi
209
210         This will create a westley xml document on stdout.
211
212         $ MLT_CONSUMER=westley MLT_PRODUCER=avformat ./hello file.avi
213
214         This will play the video using the avformat producer directly, thus it will
215         bypass the normalising functions.
216
217         $ MLT_CONSUMER=libdv ./hello file.avi > /dev/dv1394
218
219         This might, if you're lucky, do on the fly, realtime conversions of file.avi
220         to DV and broadcast it to your DV device.
221
222
223 Factories:
224
225         As shown in the 'Hello World' example, factories create service objects.
226
227         The framework itself provides no services - they are provided in the form of
228         a plugin structure. A plugin is organised in the form of a 'module' and a
229         module can provide many services of different types. 
230
231         Once the factory is initialised, all the configured services are available
232         for use.
233
234         The complete set of methods associated to the factory are as follows:
235
236         int mlt_factory_init( char *prefix );
237         const char *mlt_factory_prefix( );
238         char *mlt_environment( char *name );
239         mlt_producer mlt_factory_producer( char *name, void *input );
240         mlt_filter mlt_factory_filter( char *name, void *input );
241         mlt_transition mlt_factory_transition( char *name, void *input );
242         mlt_consumer mlt_factory_consumer( char *name, void *input );
243         void mlt_factory_close( );
244
245         The mlt_factory_prefix returns the path to the location of the installed
246         modules directory. This can be specified in the mlt_factory_init call
247         itself, or it can be specified via the MLT_REPOSITORY environment variable,
248         or in the absence of either of those, it will default to the install
249         prefix/shared/mlt/modules. 
250
251         The mlt_environment provides read only access to a collection of name=value
252         pairs as shown in the following table:
253
254         +------------------+------------------------------------+------------------+
255         |Name              |Description                         |Values            |
256         +------------------+------------------------------------+------------------+
257         |MLT_NORMALISATION |The normalisation of the system     |PAL or NTSC       |
258         +------------------+------------------------------------+------------------+
259         |MLT_PRODUCER      |The default producer                |"fezzik" or other |
260         +------------------+------------------------------------+------------------+
261         |MLT_CONSUMER      |The default consumer                |"sdl" or other    |
262         +------------------+------------------------------------+------------------+
263         |MLT_TEST_CARD     |The default test card producer      |any producer      |
264         +------------------+------------------------------------+------------------+
265
266         These values are initialised from the environment variables of the same
267         name.
268
269         As shown above, a producer can be created using the 'default normalising'
270         producer, and they can also be requested by name. Filters and transitions 
271         are always requested by name - there is no concept of a 'default' for these.
272
273
274 Service Properties:
275
276         As shown in the services.txt document, all services have their own set of
277         properties than can be manipulated to affect their behaviour.
278
279         In order to set properties on a service, we need to retrieve the properties
280         object associated to it. For producers, this is done by invoking:
281
282             mlt_properties properties = mlt_producer_properties( producer );
283
284         All services have a similar method associated to them.
285
286         Once retrieved, setting and getting properties can be done directly on this
287         object, for example:
288
289             mlt_properties_set( properties, "name", "value" );
290         
291         A more complete description of the properties object is found below.
292
293
294 Playlists:
295
296         So far, we've shown a simple producer/consumer configuration - the next
297         phase is to organise producers in playlists.
298
299         Let's assume that we're adapting the Hello World example, and wish to queue
300         a number of files for playout, ie:
301
302             hello *.avi
303
304         Instead of invoking mlt_factory_producer directly, we'll create a new
305         function called create_playlist. This function is responsible for creating
306         the playlist, creating each producer and appending to the playlist.
307
308         mlt_producer create_playlist( int argc, char **argv )
309         {
310             // We're creating a playlist here
311             mlt_playlist playlist = mlt_playlist_init( );
312
313             // We need the playlist properties to ensure clean up
314             mlt_properties properties = mlt_playlist_properties( playlist );
315
316             // Loop through each of the arguments
317             int i = 0;
318             for ( i = 1; i < argc; i ++ )
319             {
320                 // Create the producer
321                 mlt_producer producer = mlt_factory_producer( NULL, argv[ i ] );
322
323                 // Add it to the playlist
324                 mlt_playlist_append( playlist, producer );
325
326                         // Close the producer (see below)
327                         mlt_producer_close( producer );
328             }
329
330             // Return the playlist as a producer
331             return mlt_playlist_producer( playlist );
332         }
333
334         Notice that we close the producer after the append. Actually, what we're 
335         doing is closing our reference to it - the playlist creates its own reference
336         to the producer on append and insert, and it will close its reference 
337         when the playlist is destroyed[*].
338
339         Note also that if you append multiple instances of the same producer, it 
340         will create multiple references to it.
341
342         Now all we need do is to replace these lines in the main function:
343
344             // Create a normalised producer
345             mlt_producer world = mlt_factory_producer( NULL, argv[ 1 ] );
346
347         with:
348
349             // Create a playlist
350             mlt_producer world = create_playlist( argc, argv );
351
352         and we have a means to play multiple clips.
353
354         [*] This reference functionality was introduced in mlt 0.1.2 - it is 100%
355         compatable with the early mechanism of registering the reference and 
356         destructor with the properties of the playlist object.
357
358
359 Filters:
360
361         Inserting filters between the producer and consumer is just a case of
362         instantiating the filters, connecting the first to the producer, the next
363         to the previous filter and the last filter to the consumer.
364
365         For example:
366
367             // Create a producer from something
368             mlt_producer producer = mlt_factory_producer( ... );
369
370             // Create a consumer from something
371             mlt_consumer consumer = mlt_factory_consumer( ... );
372
373             // Create a greyscale filter
374             mlt_filter filter = mlt_factory_filter( "greyscale", NULL );
375
376             // Connect the filter to the producer
377             mlt_filter_connect( filter, mlt_producer_service( producer ), 0 );
378
379             // Connect the consumer to filter
380             mlt_consumer_connect( consumer, mlt_filter_service( filter ) );
381
382         As with producers and consumers, filters can be manipulated via their
383         properties object - the mlt_filter_properties method can be invoked and
384         properties can be set as needed.
385
386         The additional argument in the filter connection is an important one as it
387         dictates the 'track' on which the filter operates. For basic producers and
388         playlists, there's only one track (0), and as you will see in the next
389         section, even multiple tracks have a single track output.
390
391
392 Multiple Tracks and Transitions:
393
394         MLT's approach to multiple tracks is governed by two requirements:
395
396         1) The need for a consumer and producer to communicate with one another via
397         a single frame;
398         2) The desire to be able to serialise and manipulate a 'network' (or filter
399         graph if you prefer).
400
401         We can visualise a multitrack in the way that an NLE presents it:
402
403            +-----------------+                          +-----------------------+
404         0: |a1               |                          |a2                     |
405            +---------------+-+--------------------------+-+---------------------+
406         1:                 |b1                            |
407                            +------------------------------+
408
409         The overlapping areas of track 0 and 1 would (presumably) have some kind of
410         transition - without a transition, the frames from b1 and b2 would be shown 
411         during the areas of overlap (ie: by default, the higher numbered track takes 
412         precedence over the lower numbered track). 
413
414         MLT has a multitrack object, but it is not a producer in the sense that it
415         can be connected directly to a consumer and everything will work correctly.
416         A consumer would treat it precisely as it would a normal producer, and, in
417         the case of the multitrack above, you would never see anything from track 1
418         other than the transitions between the clips - the gap between a1 and a2 
419         would show test frames.
420
421         This happens because a consumer pulls one frame from the producer it's 
422         connected to while a multitrack will provide one frame per track.
423         Something, somewhere, must ensure that all frames are pulled from the
424         multitrack and elect the correct frame to pass on.
425
426         Hence, MLT provides a wrapper for the multitrack, which is called a
427         'tractor', and its the tractors task to ensure that all tracks are pulled
428         evenly, the correct frame is output and that we have 'producer like'
429         behaviour.
430
431         Thus, a multitrack is conceptually 'pulled' by a tractor as shown here:
432
433         +----------+
434         |multitrack|
435         | +------+ |    +-------+
436         | |track0|-|--->|tractor|
437         | +------+ |    |\      |
438         |          |    | \     |
439         | +------+ |    |  \    |
440         | |track1|-|--->|---o---|--->
441         | +------+ |    |  /    |
442         |          |    | /     |
443         | +------+ |    |/      |
444         | |track2|-|--->|       |
445         | +------+ |    +-------+
446         +----------+
447
448         With a combination of the two, we can now connect multitracks to consumers.
449         The last non-test card will be retrieved and passed on. 
450
451         The tracks can be producers, playlists, or even other tractors. 
452
453         Now we wish to insert filters and transitions between the multitrack and the
454         tractor. We can do this directly by inserting filters directly between the
455         tractor and the multitrack, but this involves a lot of connecting and
456         reconnecting left and right producers and consumers, and it seemed only fair
457         that we should be able to automate that process. 
458
459         So in keeping with our agricultural theme, the concept of the 'field' was 
460         born. We 'plant' filters and transitions in the field and the tractor pulls 
461         the multitrack (think of a combine harvester :-)) over the field and 
462         produces a 'bail' (sorry - kidding - frame :-)).
463
464         Conceptually, we can see it like this:
465
466         +----------+
467         |multitrack|
468         | +------+ |    +-------------+    +-------+
469         | |track0|-|--->|field        |--->|tractor|
470         | +------+ |    |             |    |\      |
471         |          |    |   filters   |    | \     |
472         | +------+ |    |     and     |    |  \    |
473         | |track1|-|--->| transitions |--->|---o---|--->
474         | +------+ |    |             |    |  /    |
475         |          |    |             |    | /     |
476         | +------+ |    |             |    |/      |
477         | |track2|-|--->|             |--->|       |
478         | +------+ |    +-------------+    +-------+
479         +----------+
480
481         So, we need to create the tractor first, and from that we obtain the
482         multitrack and field objects. We can populate these and finally 
483         connect the tractor to a consumer.
484
485         In essence, this is how it looks to the consumer:
486
487         +-----------------------------------------------+
488         |tractor          +--------------------------+  |
489         | +----------+    | +-+    +-+    +-+    +-+ |  |
490         | |multitrack|    | |f|    |f|    |t|    |t| |  |
491         | | +------+ |    | |i|    |i|    |r|    |r| |  |
492         | | |track0|-|--->| |l|- ->|l|- ->|a|--->|a|\|  |
493         | | +------+ |    | |t|    |t|    |n|    |n| |  |
494         | |          |    | |e|    |e|    |s|    |s| |\ |
495         | | +------+ |    | |r|    |r|    |i|    |i| | \|
496         | | |track1|-|- ->| |0|--->|1|--->|t|--->|t|-|--o--->
497         | | +------+ |    | | |    | |    |i|    |i| | /|
498         | |          |    | | |    | |    |o|    |o| |/ |
499         | | +------+ |    | | |    | |    |n|    |n| |  |
500         | | |track2|-|- ->| | |- ->| |--->|0|- ->|1|/|  |
501         | | +------+ |    | | |    | |    | |    | | |  |
502         | +----------+    | +-+    +-+    +-+    +-+ |  |
503         |                 +--------------------------+  |
504         +-----------------------------------------------+
505
506         An example will hopefully clarify this. 
507         
508         Let's assume that we want to provide a 'watermark' to our hello world 
509         example. We have already extended the example to play multiple clips,
510         and now we will place a text based watermark, reading 'Hello World' in 
511         the top left hand corner:
512
513         mlt_producer create_tracks( int argc, char **argv )
514         {
515                 // Create the tractor
516                 mlt_tractor tractor = mlt_tractor_new( );
517
518             // Obtain the field
519             mlt_field field = mlt_tractor_field( tractor );
520         
521             // Obtain the multitrack
522             mlt_multitrack multitrack = mlt_tractor_multitrack( tractor );
523         
524             // Create a composite transition
525             mlt_transition transition = mlt_factory_transition( "composite", "10%,10%:15%x15%" );
526         
527             // Create track 0
528             mlt_producer track0 = create_playlist( argc, argv );
529         
530             // Create the watermark track - note we NEED fezzik for scaling here
531             mlt_producer track1 = mlt_factory_producer( "fezzik", "pango" );
532         
533             // Get the length of track0
534             mlt_position length = mlt_producer_get_playtime( track0 );
535         
536             // Set the properties of track1
537             mlt_properties properties = mlt_producer_properties( track1 );
538             mlt_properties_set( properties, "text", "Hello\nWorld" );
539             mlt_properties_set_position( properties, "in", 0 );
540             mlt_properties_set_position( properties, "out", length - 1 );
541             mlt_properties_set_position( properties, "length", length );
542             mlt_properties_set_int( properties, "a_track", 0 );
543             mlt_properties_set_int( properties, "b_track", 1 );
544
545             // Now set the properties on the transition
546             properties = mlt_transition_properties( transition );
547             mlt_properties_set_position( properties, "in", 0 );
548             mlt_properties_set_position( properties, "out", length - 1 );
549         
550             // Add our tracks to the multitrack
551             mlt_multitrack_connect( multitrack, track0, 0 );
552             mlt_multitrack_connect( multitrack, track1, 1 );
553         
554             // Now plant the transition
555             mlt_field_plant_transition( field, transition, 0, 1 );
556
557                 // Close our references
558                 mlt_producer_close( track0 );
559                 mlt_producer_close( track1 );
560                 mlt_transition_close( transition );
561
562             // Return the tractor
563             return mlt_tractor_producer( tractor );
564         }
565
566         Now all we need do is to replace these lines in the main function:
567
568             // Create a playlist
569             mlt_producer world = create_playlist( argc, argv );
570
571         with:
572
573             // Create a watermarked playlist
574             mlt_producer world = create_tracks( argc, argv );
575
576         and we have a means to play multiple clips with a horribly obtrusive
577         watermark - just what the world needed, right? ;-)
578
579         Incidentally, the same thing could be achieved with the more trivial
580         watermark filter inserted between the producer and the consumer.
581
582
583 SECTION 3 - STRUCTURE AND DESIGN
584 --------------------------------
585
586 Class Hierarchy:
587
588         The mlt framework consists of an OO class hierarchy which consists of the
589         following public classes and abstractions:
590
591         mlt_properties
592           mlt_frame
593           mlt_service
594             mlt_producer
595               mlt_playlist
596               mlt_tractor
597             mlt_filter
598             mlt_transition
599             mlt_consumer
600         mlt_deque
601         mlt_pool
602         mlt_factory
603
604         Each class defined above can be read as extending the classes above and to
605         the left.
606
607         The following sections describe the properties, stacking/queuing and memory 
608         pooling functionality provided by the framework - these are key components 
609         and a basic understanding of these is required for the remainder of the
610         documentation.
611
612
613 mlt_properties:
614
615         The properties class is the base class for the frame and service classes.
616
617         It is designed to provide an efficient lookup table for various types of
618         information, such as strings, integers, floating points values and pointers
619         to data and data structures. 
620
621         All properties are indexed by a unique string. 
622         
623         The most basic use of properties is as follows:
624
625             // 1. Create a new, empty properties set;
626             mlt_properties properties = mlt_properties_new( );
627
628             // 2. Assign the value "world" to the property "hello";
629             mlt_properties_set( properties, "hello", "world" );
630
631             // 3. Retrieve and print the value of "hello";
632             printf( "%s\n", mlt_properties_get( properties, "hello" ) );
633
634             // 4. Reassign "hello" to "world!";
635             mlt_properties_set( properties, "hello", "world!" );
636
637             // 5. Retrieve and print the value of "hello";
638             printf( "%s\n", mlt_properties_get( properties, "hello" ) );
639
640             // 6. Assign the value "0" to "int";
641             mlt_properties_set( properties, "int", "0" );
642
643             // 7. Retrieve and print the integer value of "int";
644             printf( "%d\n", mlt_properties_get_int( properties, "int" ) );
645
646             // 8. Assign the integer value 50 to "int2";
647             mlt_properties_set_int( properties, "int2", 50 );
648
649             // 9. Retrieve and print the double value of "int2";
650             printf( "%s\n", mlt_properties_get( properties, "int2" ) );
651
652         Steps 2 through 5 demonstrate that the "name" is unique - set operations on 
653         an existing "name" change the value. They also free up memory associated to 
654         the previous value. Note that it also possible to change type in this way
655         too.
656
657         Steps 6 and 7 demonstrate that the properties object handles deserialisation
658         from strings. The string value of "0" is set, the integer value of 0 is
659         retrieved.
660
661         Steps 8 and 9 demonstrate that the properties object handles serialisation
662         to strings.
663
664         To show all the name/value pairs in a properties, it is possible to iterate
665         through them:
666
667             for ( i = 0; i < mlt_properties_count( properties ); i ++ )
668                 printf( "%s = %s\n", mlt_properties_get_name( properties, i ),
669                                      mlt_properties_get_value( properties, i ) );
670
671         Note that properties are retrieved in the order in which they are set. 
672
673         Properties are also used to hold pointers to memory. This is done via the
674         set_data call:
675
676         uint8_t *image = malloc( size );
677         mlt_properties_set_data( properties, "image", image, size, NULL, NULL );
678
679         In this example, we specify that the pointer can be retrieved from
680         properties by a subsequent request to get_data:
681
682             image = mlt_properties_get_data( properties, "image", &size );
683
684         or:
685
686             image = mlt_properties_get_data( properties, "image", NULL );
687
688         if we don't wish to retrieve the size.
689
690         Two points here:
691
692         1) The allocated memory remains after the properties object is closed unless
693            you specify a destructor. In the case above, this can be done with:
694
695            mlt_properties_set_data( properties, "image", image, size, free, NULL );
696
697            When the properties are closed, or the value of "image" is changed, the 
698            destructor is invoked.
699         
700         2) The string value returned by mlt_properties_get is NULL. Typically, you
701            wouldn't wish to serialise an image as a string, but other structures
702            might need such functionality - you can specify a serialiser as the last
703            argument if required (declaration is char *serialise( void * )).
704
705         Properties also provides some more advanced usage capabilities. 
706         
707         It has the ability to inherit all serialisable values from another properties 
708         object:
709
710             mlt_properties_inherit( this, that );
711
712         It has the ability to mirror properties set on this on another set of
713         properties:
714
715             mlt_properties_mirror( this, that );
716
717         After this call, all serialisable values set on this are passed on to that.
718
719
720 mlt_deque:
721
722         Stacks and queues are essential components in the MLT framework. Being of a
723         lazy disposition, we elected to implement a 'Double Ended Queue' (deque) -
724         this encapsulates the functionality of both.
725
726         The API of the deque is defined as follows:
727
728         mlt_deque mlt_deque_init( );
729         int mlt_deque_count( mlt_deque this );
730         int mlt_deque_push_back( mlt_deque this, void *item );
731         void *mlt_deque_pop_back( mlt_deque this );
732         int mlt_deque_push_front( mlt_deque this, void *item );
733         void *mlt_deque_pop_front( mlt_deque this );
734         void *mlt_deque_peek_back( mlt_deque this );
735         void *mlt_deque_peek_front( mlt_deque this );
736         void mlt_deque_close( mlt_deque this );
737
738         The stacking operations are used in a number of places:
739
740         * Reverse Polish Notation (RPN) image and audio operations
741         * memory pooling
742
743         The queuing operations are used in:
744         
745         * the consumer base class;
746         * consumer implementations may require further queues.
747
748
749 mlt_pool:
750
751         The MLT framework provides memory pooling capabilities through the mlt_pool
752         API. Once initilialised, these can be seen as a straightforward drop in
753         replacement for malloc/realloc/free functionality.
754
755         The background behind this API is that malloc/free operations are
756         notoriously inefficient, especially when dealing with large blocks of memory
757         (such as an image). On linux, malloc is optimised for memory allocations
758         less than 128k - memory blocks allocated of these sizes or less are retained
759         in the process heap for subsequent reuse, thus bypassing the kernel calls
760         for repeated allocation/frees for small blocks of memory. However, blocks of
761         memory larger than that require kernel calls and this has a detrimental
762         impact on performance.
763
764         The mlt_pool design is simply to hold a list of stacks - there is one stack
765         per 2^n bytes (where n is between 8 and 31). When an alloc is called, the
766         requested size is rounded to the next 2^n, the stack is retrieved for that
767         size, and an item is popped or created if the stack is empty. 
768
769         Each item has a 'header', situated immediately before the returned address - 
770         this holds the 'stack' to which the item belongs.
771
772         When an item is released, we retrieve the header, obtain the stack and push
773         it back.
774
775         Thus, from the programmers point of view, the API is the same as the
776         traditional malloc/realloc/free calls:
777
778         void *mlt_pool_alloc( int size );
779         void *mlt_pool_realloc( void *ptr, int size );
780         void mlt_pool_release( void *release );
781
782
783 mlt_frame:
784
785         A frame object is essentially defined as:
786
787         +------------+
788         |frame       |
789         +------------+
790         | properties |
791         | image stack|
792         | audio stack|
793         +------------+
794
795         The life cycle of a frame can be represented as follows:
796
797         +-----+----------------------+-----------------------+---------------------+
798         |Stage|Producer              |Filter                 |Consumer             |
799         +-----+----------------------+-----------------------+---------------------+
800         | 0.0 |                      |                       |Request frame        |
801         +-----+----------------------+-----------------------+---------------------+
802         | 0.1 |                      |Receives request       |                     |
803         |     |                      |Request frame          |                     |
804         +-----+----------------------+-----------------------+---------------------+
805         | 0.2 |Receives request      |                       |                     |
806         |     |Generates frame for   |                       |                     |
807         |     |current position      |                       |                     |
808         |     |Increments position   |                       |                     |
809         +-----+----------------------+-----------------------+---------------------+
810         | 0.3 |                      |Receives frame         |                     |
811         |     |                      |Updates frame          |                     |
812         +-----+----------------------+-----------------------+---------------------+
813         | 0.4 |                      |                       |Receives frame       |
814         +-----+----------------------+-----------------------+---------------------+
815
816         Note that neither the filter nor the consumer have any conception of
817         'position' until they receive a frame. Speed and position are properties of
818         the producer, and they are assigned to the frame object when the producer
819         creates it.
820
821         Step 0.3 is a critical one here - if the filter determines that the frame is
822         of interest to it, then it should manipulate the image and/or audio stacks
823         and properties as required.
824
825         Assuming that the filter deals with both image and audio, then it should
826         push data and methods on to the stacks which will deal with the processing. 
827         This can be done with the mlt_frame_push_image and audio methods. In order for 
828         the filter to register interest in the frame, the stacks should hold:
829
830         image stack:
831         [ producer_get_image ] [ data1 ] [ data2 ] [ filter_get_image ]
832
833         audio stack:
834         [ producer_get_audio ] [ data ] [ filter_get_audio ]
835
836         The filter_get methods are invoked automatically when the consumer invokes a
837         get_image on the frame. 
838
839         +-----+----------------------+-----------------------+---------------------+
840         |Stage|Producer              |Filter                 |Consumer             |
841         +-----+----------------------+-----------------------+---------------------+
842         | 1.0 |                      |                       |frame_get_image      |
843         +-----+----------------------+-----------------------+---------------------+
844         | 1.1 |                      |filter_get_image:      |                     |
845         |     |                      | pop data2 and data1   |                     |
846         |     |                      | frame_get_image       |                     |
847         +-----+----------------------+-----------------------+---------------------+
848         | 1.2 |producer_get_image    |                       |                     |
849         |     |  Generates image     |                       |                     |
850         +-----+----------------------+-----------------------+---------------------+
851         | 1.3 |                      |Receives image         |                     |
852         |     |                      |Updates image          |                     |
853         +-----+----------------------+-----------------------+---------------------+
854         | 1.4 |                      |                       |Receives image       |
855         +-----+----------------------+-----------------------+---------------------+
856
857         Obviously, if the filter isn't interested in the image, then it should leave
858         the stack alone, and then the consumer will retrieve its image directly from
859         the producer.
860
861         Similarly, audio is handled as follows:
862
863         +-----+----------------------+-----------------------+---------------------+
864         |Stage|Producer              |Filter                 |Consumer             |
865         +-----+----------------------+-----------------------+---------------------+
866         | 2.0 |                      |                       |frame_get_audio      |
867         +-----+----------------------+-----------------------+---------------------+
868         | 2.1 |                      |filter_get_audio:      |                     |
869         |     |                      | pop data              |                     |
870         |     |                      | frame_get_audio       |                     |
871         +-----+----------------------+-----------------------+---------------------+
872         | 2.2 |producer_get_audio    |                       |                     |
873         |     |  Generates audio     |                       |                     |
874         +-----+----------------------+-----------------------+---------------------+
875         | 2.3 |                      |Receives audio         |                     |
876         |     |                      |Updates audio          |                     |
877         +-----+----------------------+-----------------------+---------------------+
878         | 2.4 |                      |                       |Receives audio       |
879         +-----+----------------------+-----------------------+---------------------+
880
881         And finally, when the consumer is done with the frame, it should close it.
882
883         Note that a consumer may not evaluate both image and audio for any given
884         frame, especially in a realtime environment. See 'Realtime Considerations'
885         below.
886
887         By default, a frame has the following properties:
888
889         +------------------+------------------------------------+------------------+
890         |Name              |Description                         |Values            |
891         +------------------+------------------------------------+------------------+
892         |_position         |The producers frame position        |0 to n            |
893         +------------------+------------------------------------+------------------+
894         |_speed            |The producers speed                 |double            |
895         +------------------+------------------------------------+------------------+
896         |image             |The generated image                 |NULL or pointer   |
897         +------------------+------------------------------------+------------------+
898         |alpha             |The generated alpha mask            |NULL or pointer   |
899         +------------------+------------------------------------+------------------+
900         |width             |The width of the image              |                  |
901         +------------------+------------------------------------+------------------+
902         |height            |The height of the image             |                  |
903         +------------------+------------------------------------+------------------+
904         |normalised_width  |The normalised width of the image   |720               |
905         +------------------+------------------------------------+------------------+
906         |normalised_height |The normalised height of the image  |576 or 480        |
907         +------------------+------------------------------------+------------------+
908         |progressive       |Indicates progressive/interlaced    |0 or 1            |
909         +------------------+------------------------------------+------------------+
910         |top_field_first   |Indicates top field first           |0 or 1            |
911         +------------------+------------------------------------+------------------+
912         |audio             |The generated audio                 |NULL or pointer   |
913         +------------------+------------------------------------+------------------+
914         |frequency         |The frequency of the audio          |                  |
915         +------------------+------------------------------------+------------------+
916         |channels          |The channels of the audio           |                  |
917         +------------------+------------------------------------+------------------+
918         |samples           |The samples of the audio            |                  |
919         +------------------+------------------------------------+------------------+
920         |aspect_ratio      |The sample aspect ratio of the image|double            |
921         +------------------+------------------------------------+------------------+
922         |test_image        |Used to indicate no image available |0 or 1            |
923         +------------------+------------------------------------+------------------+
924         |test_audio        |Used to indicate no audio available |0 or 1            |
925         +------------------+------------------------------------+------------------+
926
927         The consumer can attach the following properties which affect the default
928         behaviour of a frame:
929
930         +------------------+------------------------------------+------------------+
931         |test_card_producer|Synthesise test images from here    |NULL or pointer   |
932         +------------------+------------------------------------+------------------+
933         |consumer_aspect_  |Apply this aspect ratio to the test |double            |
934         |ratio             |card producer                       |                  |
935         +------------------+------------------------------------+------------------+
936         |rescale.interp    |Use this scale method for test image|"string"          |
937         +------------------+------------------------------------+------------------+
938
939         While most of these are mainly self explanatory, the normalised_width and
940         normalised_height values require a little explanation. These are required
941         to ensure that effects are consistently handled as PAL or NTSC, regardless 
942         of the consumers or producers width/height image request. 
943
944         The test_image and audio flags are used to determine when images and audio
945         should be synthesised.
946
947         Additional properties may be provided by the producer implementation, and
948         filters, transitions and consumers may add additional properties to
949         communicate specific requests. These are documented in modules.txt.
950
951         The complete API for the mlt frame is as follows:
952
953         mlt_frame mlt_frame_init( );
954         mlt_properties mlt_frame_properties( mlt_frame this );
955         int mlt_frame_is_test_card( mlt_frame this );
956         int mlt_frame_is_test_audio( mlt_frame this );
957         double mlt_frame_get_aspect_ratio( mlt_frame this );
958         int mlt_frame_set_aspect_ratio( mlt_frame this, double value );
959         mlt_position mlt_frame_get_position( mlt_frame this );
960         int mlt_frame_set_position( mlt_frame this, mlt_position value );
961         int mlt_frame_get_image( mlt_frame this, uint8_t **buffer, mlt_image_format *format, int *width, int *height, int writable );
962         uint8_t *mlt_frame_get_alpha_mask( mlt_frame this );
963         int mlt_frame_get_audio( mlt_frame this, int16_t **buffer, mlt_audio_format *format, int *frequency, int *channels, int *samples );
964         int mlt_frame_push_get_image( mlt_frame this, mlt_get_image get_image );
965         mlt_get_image mlt_frame_pop_get_image( mlt_frame this );
966         int mlt_frame_push_frame( mlt_frame this, mlt_frame that );
967         mlt_frame mlt_frame_pop_frame( mlt_frame this );
968         int mlt_frame_push_service( mlt_frame this, void *that );
969         void *mlt_frame_pop_service( mlt_frame this );
970         int mlt_frame_push_audio( mlt_frame this, void *that );
971         void *mlt_frame_pop_audio( mlt_frame this );
972         void mlt_frame_close( mlt_frame this );
973
974
975 mlt_service:
976
977         The service base class extends properties and allows 0 to m inputs and 0 to
978         n outputs and is represented as follows:
979
980             +-----------+
981         - ->|           |- ->
982         - ->|  Service  |- ->
983         - ->|           |
984             +-----------+
985             | properties|
986             +-----------+
987
988         Descendents of service impose restrictions on how inputs and outputs can be 
989         connected and will provide a basic set of properties. Typically, the service 
990         instance is encapsulated by the descendent in order for it to ensure that
991         its connection rules are followed.
992
993         A service does not define any properties when constructed. It should be
994         noted that producers, filters and transitions my be serialised (say, via the
995         westley consumer), and care should be taken to distinguish between
996         serialisable and transient properties. The convention used is to prefix
997         transient properties with an underscore.
998
999         The public interface is defined by the following functions:
1000
1001         int mlt_service_init( mlt_service this, void *child );
1002         mlt_properties mlt_service_properties( mlt_service this );
1003         int mlt_service_connect_producer( mlt_service this, mlt_service producer, int index );
1004         int mlt_service_get_frame( mlt_service this, mlt_frame_ptr frame, int index );
1005         void mlt_service_close( mlt_service this );
1006
1007         Typically, only direct descendents of services need invoke these methods and
1008         developers are encouraged to use those extensions when defining new services. 
1009
1010
1011 mlt_producer:
1012
1013         A producer has 0 inputs and 1 output:
1014
1015             +-----------+
1016             |           |
1017             | Producer  |--->
1018             |           |
1019             +-----------+
1020             | service   |
1021             +-----------+
1022
1023         A producer provides an abstraction for file readers, pipes, streams or any
1024         other image or audio input. 
1025
1026         When instantiated, a producer has the following properties:
1027
1028         +------------------+------------------------------------+------------------+
1029         |Name              |Description                         |Values            |
1030         +------------------+------------------------------------+------------------+
1031         |mlt_type          |The producers type                  |mlt_producer      |
1032         +------------------+------------------------------------+------------------+
1033         |_position         |The producers frame position        |0 to n            |
1034         +------------------+------------------------------------+------------------+
1035         |_speed            |The producers speed                 |double            |
1036         +------------------+------------------------------------+------------------+
1037         |fps               |The output frames per second        |25 or 29.97       |
1038         +------------------+------------------------------------+------------------+
1039         |in                |The in point in frames              |0 to length - 1   |
1040         +------------------+------------------------------------+------------------+
1041         |out               |The out point in frames             |in to length - 1  |
1042         +------------------+------------------------------------+------------------+
1043         |length            |The length of the input in frames   |0 to n            |
1044         +------------------+------------------------------------+------------------+
1045         |aspect_ratio      |aspect_ratio of the source          |0 to n            |
1046         +------------------+------------------------------------+------------------+
1047         |eof               |end of clip behaviour               |"pause" or "loop" |
1048         +------------------+------------------------------------+------------------+
1049         |resource          |Constructor argument (ie: file name)|"<resource>"      |
1050         +------------------+------------------------------------+------------------+
1051
1052         Additional properties may be provided by the producer implementation.
1053
1054         The public interface is defined by the following functions:
1055
1056         mlt_producer mlt_producer_new( );
1057         int mlt_producer_init( mlt_producer this, void *child );
1058         mlt_service mlt_producer_service( mlt_producer this );
1059         mlt_properties mlt_producer_properties( mlt_producer this );
1060         int mlt_producer_seek( mlt_producer this, mlt_position position );
1061         mlt_position mlt_producer_position( mlt_producer this );
1062         mlt_position mlt_producer_frame( mlt_producer this );
1063         int mlt_producer_set_speed( mlt_producer this, double speed );
1064         double mlt_producer_get_speed( mlt_producer this );
1065         double mlt_producer_get_fps( mlt_producer this );
1066         int mlt_producer_set_in_and_out( mlt_producer this, mlt_position in, mlt_position out );
1067         mlt_position mlt_producer_get_in( mlt_producer this );
1068         mlt_position mlt_producer_get_out( mlt_producer this );
1069         mlt_position mlt_producer_get_playtime( mlt_producer this );
1070         mlt_position mlt_producer_get_length( mlt_producer this );
1071         void mlt_producer_prepare_next( mlt_producer this );
1072         void mlt_producer_close( mlt_producer this );
1073
1074
1075 mlt_filter:
1076
1077         The public interface is defined by the following functions:
1078
1079         int mlt_filter_init( mlt_filter this, void *child );
1080         mlt_filter mlt_filter_new( );
1081         mlt_service mlt_filter_service( mlt_filter this );
1082         mlt_properties mlt_filter_properties( mlt_filter this );
1083         mlt_frame mlt_filter_process( mlt_filter this, mlt_frame that );
1084         int mlt_filter_connect( mlt_filter this, mlt_service producer, int index );
1085         void mlt_filter_set_in_and_out( mlt_filter this, mlt_position in, mlt_position out );
1086         int mlt_filter_get_track( mlt_filter this );
1087         mlt_position mlt_filter_get_in( mlt_filter this );
1088         mlt_position mlt_filter_get_out( mlt_filter this );
1089         void mlt_filter_close( mlt_filter );
1090
1091
1092 mlt_transition:
1093
1094         The public interface is defined by the following functions:
1095
1096         int mlt_transition_init( mlt_transition this, void *child );
1097         mlt_transition mlt_transition_new( );
1098         mlt_service mlt_transition_service( mlt_transition this );
1099         mlt_properties mlt_transition_properties( mlt_transition this );
1100         int mlt_transition_connect( mlt_transition this, mlt_service producer, int a_track, int b_track );
1101         void mlt_transition_set_in_and_out( mlt_transition this, mlt_position in, mlt_position out );
1102         int mlt_transition_get_a_track( mlt_transition this );
1103         int mlt_transition_get_b_track( mlt_transition this );
1104         mlt_position mlt_transition_get_in( mlt_transition this );
1105         mlt_position mlt_transition_get_out( mlt_transition this );
1106         mlt_frame mlt_transition_process( mlt_transition this, mlt_frame a_frame, mlt_frame b_frame );
1107         void mlt_transition_close( mlt_transition this );
1108
1109
1110 mlt_consumer:
1111
1112         The public interface is defined by the following functions:
1113
1114         int mlt_consumer_init( mlt_consumer this, void *child );
1115         mlt_service mlt_consumer_service( mlt_consumer this );
1116         mlt_properties mlt_consumer_properties( mlt_consumer this );
1117         int mlt_consumer_connect( mlt_consumer this, mlt_service producer );
1118         int mlt_consumer_start( mlt_consumer this );
1119         mlt_frame mlt_consumer_get_frame( mlt_consumer this );
1120         mlt_frame mlt_consumer_rt_frame( mlt_consumer this );
1121         int mlt_consumer_stop( mlt_consumer this );
1122         int mlt_consumer_is_stopped( mlt_consumer this );
1123         void mlt_consumer_close( mlt_consumer );
1124
1125
1126 Specialised Producers:
1127
1128         There are two major types of specialised producers - playlists and tractors.
1129
1130         The following sections describe these.
1131
1132
1133 mlt_playlist:
1134
1135         mlt_playlist mlt_playlist_init( );
1136         mlt_producer mlt_playlist_producer( mlt_playlist this );
1137         mlt_service mlt_playlist_service( mlt_playlist this );
1138         mlt_properties mlt_playlist_properties( mlt_playlist this );
1139         int mlt_playlist_count( mlt_playlist this );
1140         int mlt_playlist_clear( mlt_playlist this );
1141         int mlt_playlist_append( mlt_playlist this, mlt_producer producer );
1142         int mlt_playlist_append_io( mlt_playlist this, mlt_producer producer, mlt_position in, mlt_position out );
1143         int mlt_playlist_blank( mlt_playlist this, mlt_position length );
1144         mlt_position mlt_playlist_clip( mlt_playlist this, mlt_whence whence, int index );
1145         int mlt_playlist_current_clip( mlt_playlist this );
1146         mlt_producer mlt_playlist_current( mlt_playlist this );
1147         int mlt_playlist_get_clip_info( mlt_playlist this, mlt_playlist_clip_info *info, int index );
1148         int mlt_playlist_insert( mlt_playlist this, mlt_producer producer, int where, mlt_position in, mlt_position out );
1149         int mlt_playlist_remove( mlt_playlist this, int where );
1150         int mlt_playlist_move( mlt_playlist this, int from, int to );
1151         int mlt_playlist_resize_clip( mlt_playlist this, int clip, mlt_position in, mlt_position out );
1152         void mlt_playlist_close( mlt_playlist this );
1153
1154 mlt_tractor: